عنوان

تغییر شرایط دمایی آماده سازی اولیه اکسید روی و تأثیر آن بر رفتار الکتروفیزیکی واریستورهای کامپوزیتی تهیه شده بر مبنای اکسید روی پلی پیرول

‭۱۳۴۴۰پ‬

per

تغییر شرایط دمایی آماده سازی اولیه اکسید روی و تأثیر آن بر رفتار الکتروفیزیکی واریستورهای کامپوزیتی تهیه شده بر مبنای اکسید روی پلی پیرول

/فاطمه ملکی

: دانشکدة فیزیک

، ‮‭۱۳۹۴‬

چاپی

کارشناسی ارشد

در رشته فیزیک حالت جامد

‮‭۱۳۹۴/۰۶/۱۸‬

تبریز

واریستورهای اکسید روی به طور گسترده‌ای برای محافظت مدارهای الکترونیکی، تجهیزات پزشکی و لوازم الکتریکی در مقابل افزایش غیر طبیعی موج ولتاژ استفاده می‌شوند .این قطعات بسیار حساس هستند و رفتار الکتروفیزیکی آن‌ها با تغییر نوع و مقدار مواد اولیه، شرایط سنتز و شرایط محیط کار تغییر زیادی می‌کند .با توجه به وابستگی رفتار و خواص الکتروفیزیکی واریستورها به دمای آماده سازی اولیه اکسیدروی برای تهیه واریستورهای کامپوزیتی اکسید روی پلی پیرول، خود اکسید روی قبل از مخلوط شدن با مواد دیگر در دماهای مختلف و برای مدت زمان های مختلف حرارت داده شد .جهت بررسی رفتار الکتروفیزیکی، نمونه‌هایی به قطر ‮‭mm ۱۰‬ به وسیله پرس گرم در دمای ‮‭۱۳۰‬ درجه سانتی‌گراد و فشار ‮‭۶۰‬مگاپاسکال تهیه گردید .به منظور بررسی مشخصه) جریان- ولتاژ (نمونه‌های تهیه شده، پس از الکترود گذاری و با اعمال ولتاژ مستقیم جریان عبوری از آن‌ها اندازه‌صگیری شد .افزایش دمای پخت اولیه اکسیدروی از ‮‭۱۰۰‬ تا ‮‭۱۱۰۰‬ درجه سانتی‌گراد، افزایش ولتاژشکست از ‮‭۲۴۰‬ تا ‮‭۴۲۰‬ ولت و مساحت منحنی پسماند و نیز کاهش جریان نشتی و طول عمر واریستور را در پی دارد .هم‌صنین ضریب غیرخطی از دمای ‮‭۱۰۰‬ تا ‮‭۷۰۰‬ درجه سانتی‌گراد افزایش و پس از آن کاهش می‌یابد، و به این ترتیب دارای یک مقدار بیشینه‌ی ‮‭۹۲/۷‬ در دمای پخت ‮‭۷۰۰‬ درجه سانتی-گراد می‌باشد .به این ترتیب می‌توان این دما را به‌عنوان دمای پخت بهینه اکسیدروی مطرح کرد .تصاویر ‮‭SEM‬ تهیه شده از نمونه‌ها نشان می‌صدهد که با افزایش دمای پخت تعداد مرزدانه‌ها کمتر می‌شود .از سوی دیگر با افزایش مدت زمان پخت اولیه اکسیدروی در دمای ثابت ‮‭۷۰۰‬ درجه سانتی‌صگراد، تغییرات مقداری ولتاژ شکست و جریان نشتی یکنواخت نبوده و تا ‮‭۳‬ ساعت مقادیر ولتاژ شکست از ‮‭۳۸۰‬ تا ‮‭۳۰۰‬ ولت و ضریب غیرخطی از ‮‭۴۴/۵‬ تا ‮‭۲۲/۳‬ کاهش و سپس افزایش می‌صیابند و در مقابل جریان نشتی رفتاری عکس از خود نشان می‌دهد .در این مرحله نیز می‌توان مدت زمان پخت ‮‭۲‬ ساعت به عنوان زمان پخت بهینه مطرح نمود .تصاویر ‮‭SEM‬ تهیه شده از نمونه‌ها نشان می‌دهد که با افزایش مدت زمان پخت تعداد مرزدانه‌ها افزایش می‌یابد

Zinc oxide based varistors are widely used to protect electronic circuits, medical equipment and electrical appliances against overvoltages. These components are extremely sensitive and electrophysical behavior by changing the type and amount of raw materials, synthesis condition and work environment is changed. Since electrophysical behavior of a varistor is strictly dependent on annealing temperature of ZnO, this experimental work aims on the study of the effect of zinc oxide annealing temperature on electrophysical properties of composite varistors based on ZnO and polypyrrole. So, sifted powder of zinc oxide was annealed at different temperatures. Then, a composition of ZnO-polymer tiny particles was pressed at a temperature of 130 C and a pressure of 60 MPa in the form of dicks of 10mm diameter. To study (I-V) characteristics, the samples were invested by two copper electrodes whose diameters were 6 mm. Then, by applying voltage to the disks, circulating current was measured. I-V characteristics were studied in a direct current mode. Increasing annealing temperature from100 to 1100C results in breakdown voltage from 240 to 420 V and hysteresis increase as well as leakage current and varistor lifetime decrease. Nonlinear coefficient from temperature 100 to 700C increase then decrease as an optimum corresponds to annealing temperature of 700 C, So, this temperature have a maximum value equal 7.92. SEM pictures preparation of the samples show that by increasing of sintering temperature, number of grain boundaries decrease. On the other hand, by increasing annealing time at the temperature of 700 C the value of breakdown voltage and leakage current does not change uniformly. Varistors breakdown voltage from 380 to 300 V and nonlinear coefficient from 5.44 to 3.22 decrease until annealing time reaches 3 h and then the trend reverses. Behavior of varistors leakage current is vice versa. In this step an optimum sintering time is introduced as 2 hours. SEM pictures preparation of the samples show that by increasing of sintering time, number of grain boundaries increase

ملکی، فاطمه

پرهیزکار، مجتبی، استاد راهنما

بیدادی، حسن، استاد راهنما

محمدی عارف، ساجده

سیاه و سفید

نمایه‌سازی قبلی